Пара мицар в созвездии большой медведицы. Кратные звёздные системы. Визуально-двойные, спектрально-двойные, затменно-переменные звёзды. Системы Сириуса и Полярной звезды. Мицар и Алькор. Тесныедвойные системы. R Большой Медведицы
От арабского мизар - "середина [хвоста
Медведицы] и ал-маракк - "пах [Медведицы]".
Неподвижная звезда , 79 дзета
Большой Медведицы. Видимая звёздная величина 2.07 m . Мицар -
физически тройная звезда; основные компоненты 2.27 m класса А1
Vp и 3.95 m класса А1 m белого цвета находятся друг от друга
на угловом расстоянии 14.4" и обращаются вокруг общего центра масс с
периодом порядка 20 000 лет. С помощью спектрального анализа удалось
установить, что Мицар А в свою очередь состоит из двух почти
соприкасающихся звёзд, вращающихся с периодом 20.5 сут. Кроме того, Мицар
вместе со звездой g Большой Медведицы (Алькор) образует оптически
кратную систему; Алькор 3.95 m находится на угловом расстоянии
708" от Мицар. Расстояние от Мицар до Солнца
27 пк. Астрономическое положение первого компонента на 2000 г.: AR=13 ч
23 м 55.5 с; D=+54°55"31"; положение второго компонента: AR=13 ч 23 м
56.4 с; D=+54°55"18". Эклиптические координаты центра системы М.: Long=165°42"00";
Lat=+56°22"44". В рисунке созвездия Мицар находится в середине хвоста
Медведицы (т.е. в середине ручки ковша).
Кратность Мицар открыл астроном Риччиоли, современник Галилея.
Согласно традиции, идущей от
Птолемея , Мицар обладает
влиянием Марса . Кефер считает это влияние
благоприятным. Но по мнению Эбертина и Хофмана, эта звезда в соединении со злыми планетами не
предвещает ничего хорошего. Тем не менее эти исследователи признают, что
от Мицар могут исходить и тонкие художественные эманации (особенно при
соединении с ASC).
По данным Саплина, арабские авторы находят у Мицар характер
Венеры и Меркурия .
Ригор указывает, что в
натальной
астрологии данная звезда действует в основном благотворно: Мицар
наделяет натива честолюбием, творческими способностями, артистическими
наклонностями, но часто также вносит в жизнь натива дисгармонию. В
мунданной
астрологии данная звезда оказывает влияние на массы, она связана с
катастрофами, спорными вопросами, трагедиями.
В авестийской традиции слугами Мицар
выступают Меркурий, Венера и
Нептун . Согласно
П. Глобе , Мицар даёт
человеку способность видеть гармонию, острый ум, проникновенность и
прекрасную интуицию. У такого человека масса друзей, сторонников. Мицар
даёт умение располагать к себе, обаяние, психологический дар,
способность распознавать опасности. На ,
а также в соединении с Луной Мицар приносит
умение искать клады.
В теории системной интерпретации звёзд
Д.Куталёва Мицар как дзета
Большой Медведицы соотносится со стихией
Земли на втором уровне проявления, а как
звезда класса A1 связана с Луной и дополнительным влиянием
Сатурна . Согласно данной теории, Мицар
означает хорошее чувство материи, трудолюбие, стремление к уюту и
стабильности. Однако тот факт, что Мицар - кратная звезда, говорит о
раздирающих человека противоположных устремлениях и о том, что желаемой
стабильности обычно достичь не удаётся. Проблема заключается в том, что
с одной стороны Мицар требует от натива отстраниться от материальной
жизни и отдать себя служению высшим силам, а с другой стороны - искушает
всеми благами этой материальной жизни.
Созвездие Большой Медведицы считается пожалуй самым известным. Его легко найти на ночном небе, особенно в августе-месяце. Обычно запоминается в виде ковша, если провести условно линии, соединяя точки (звезды). Созведие насчитывает 7 ярких звезд. Это не только красивое зрелище, но по Большой Медведице ищут полярную звезду. Достаточно взять расстояние двух крайних звезд и отложить 5 отрезков, продолжая вектор.
Но это не единственный способ, как ищут Полярную звезду. Если проложить отрезок от звезды Мицар (созвездие Большой Медведицы) до звезды Гамма (созвездие Кассиопея), то на середине отрезка будет Полярная звезда.
Большая Медведица на ночном небе
Звезды Мицар и Алькор
Созвездие Большой Медведицы богато легендами и историей о звездах Мицар и Алькор.
Мицар и Алькор - звезды, которые входят в созвездие Большой Медведицы.
Хотя расстояние между Мицаром и Алькором больше четверти светового года, они входят в двойную систему звезд.
Издавна считается, что люди с острым зрением рядом со звездой Мицар видят еще одну звезду - Алькор. Это стало традиционным способом проверять свое зрение. Так, моряков, прежде чем взять на корабль, проверяли на способность видеть Алькор.
Существуют легенды о паре звезд Мицар-Алькор. В древнем Египте в войска фараона набирали солдат и лучников, которые хорошо видят две звезды.
Легенда о Али, помощнике и друге пророка Мухаммеда гласит, что после смерти, Али попадает на небеса и Аллах дает ему коня. Так от арабов пошли сказания о коне и всаднике - Мицар и Алькор. Конь куда больше всадника (Мицар) заметен многим, а всадник (Алькор) очень маленький.
Как вывод, можно сказать, что Алькор действительно маленькая звезда. Однако есть утверждения, что ее видят даже люди с небольшими отклонениями зрения. Как бы там ни было, в ручке большого ковша (Большой Медведицы) можно увидеть эти две звездочки и еще раз убедиться в «исправности» своего зрения.
Смотрите на чистое ночное небо и ищите Алькор на Большой Медведице, и при , у вас уже будет четкий объект съемки.
В созвездии Большой Медведицы, в ручке Большого Ковша, находится самая известная двойная звезда на небе — Мицар и Алькор. Эта пара занимает важное место не только в астрономическом фольклоре, но и во всей истории науки о небе.
Долгое время предметом споров была и природа самой известной двойной звезды на небе, Мицара и Алькора. Вы наверняка видели эту пару, ведь она находится в созвездии Большой Медведицы . Мицар — вторая звезда в ручке Большого Ковша , располагаясь на ее изгибе. Алькор — тусклый напарник Мицара, который, если рассматривать его невооруженным глазом, находится очень близко к этой звезде, на угловом расстоянии чуть меньше половины видимого размера Луны.
Мицар и Алькор (обведены кружком) — пара звезд на изгибе ручки Большого Ковша. Фото: Rogelio Bernal Andreo/APOD
Спор заключался в следующем: какая это пара — оптическая или физическая? Если Мицар и Алькор находятся относительно недалеко друг от друга, то они неизбежно связаны друг с другом силами взаимного притяжения, как Солнце связано с планетами Солнечной системы. Такие двойные звезды называют физическими . Если же они находятся друг от друга на огромном расстоянии и просто случайно оказались на одном участке неба, то эту пару мы должны называть оптической .
Хотя этот вопрос может показаться не стоящим особого внимания и даже странным человеку, не особо интересующемуся астрономией, он проходит через всю историю науки о небе, всплывая всякий раз как бы из ниоткуда и в совершенно разных контекстах!
Мицар и Алькор в древности
Нет сомнения, что Мицар и Алькор были известны с глубокой древности. Вероятно, это первая двойная звезда, которую отметили и выделили на небе наши далекие предки.
В то время вопрос о природе звезд мало кем поднимался всерьез. Общепринятой считалась точка зрения, что Земля — центр Вселенной, вокруг которой вращаются различные небесные тела, такие как Луна, Солнце, планеты и, конечно, звезды. Важное отличие звезд от других небесных тел заключалось в том, что они не меняли взаимного положения на небе — рисунки созвездий сохранялись неизменными на протяжении веков. Их так и называли: «неподвижные звезды». Считалось, что звезды прикреплены к небесной сфере и представляют собой прорехи в небесном своде, сквозь которые сиял божественный свет.
Знания о небе в ту пору были сугубо практического характера: Луна и Солнце служили для отсчета времени и календаря, а звезды отлично помогали ориентироваться в пространстве и не сбиваться с пути ни морякам, ни торговцам, ни бедуинам в пустыне.
Мицар и Алькор у разных народов служили для проверки остроты и чувствительности зрения. Существует легенда, что в армии Персии это был один из тестов при отборе элитных воинов, а кочевники Ближнего Востока проверяли по этим звездам зрение юношей. Арабская пословица «видит Алькор, но не замечает Луны» обращалась к человеку, который «замечает лишь пустяки, но не понимает серьезных вещей».
Несмотря на то что «Арабский тест для глаз» хорошо известен на протяжении столетий, в наше время некоторые астрономы ставят под сомнение, что именно пара Мицар — Алькор бралась в качестве теста, так как, по их мнению, не нужно обладать очень острым зрением для того, чтобы различить эти две звезды в чистом небе пустыни. Сэр Патрик Мур даже полагал, что вместо Алькора бралась другая, более тусклая, звезда рядом с Мицаром. Но врачи-офтальмологи считают Алькор достаточно тусклым , чтобы соответствовать наиболее мелким буквам в хорошо нам известном тесте Снеллена.
Кажется, что и названия этих звезд уходят в глубину веков. В популярных книжках по астрономии Мицар и Алькор часто переводят, как Конь и Всадник . Однако это название появилось только у Иоганна Байера в его знаменитом небесном атласе Уранометрия (1603 г.) и не как перевод, а как латинские имена этих звезд.
Что же означают Мицар и Алькор? Тысячу лет назад Мицар арабы называли Мирак (или Мерак), в точности так же, как и звезды эпсилон и бета Большой Медведицы. В древности часто путали, какие же именно звезды следует называть этим именем, и арабы придумали альтернативное имя для Мицара: Анак аль Банат (Девичьи шеи). Имя «Мицар» звезда получила примерно 400 лет назад, когда ее так стал вдруг именовать Скалигер. В переводе с арабского Мицар означает Пояс или Кушак. Хотя это странное название было введено безо всяких оснований, оно прижилось.
Компаньон Мицара, Алькор, получил свое имя, вероятно, от того же слова, что и самая яркая звезда в Большой Медведице, Алиот. Некоторые исследователи полагают, что это искаженное слово «аль-джайн» (указатель). Арабы гораздо чаще именовали эту звезду словом Суха, что переводится как Незначительная, Слабая.
Мицар и Алькор в телескоп
Если у вас есть телескоп, обязательно посмотрите через него на Мицар и Алькор: вместе с соседними звездами они образуют один самых красивых объектов на небе! Для наблюдения сгодится и небольшой инструмент; смотреть нужно при минимальном увеличении.
Цвет звезд — алмазно-белый , или, как говорил Аллен, известный исследователь небесных имен, «светло-изумрудный». Угловое расстояние расстояние между Мицаром и Алькором составляет 708,55″ или 11,8′. В одном поле зрения с Мицаром и Алькором вы найдете еще несколько звезд, которые дополняют картину, как бы оттеняя собой яркую пару. Особенно примечательна звездочка 7-й звездной величины, расположившаяся между ними: это «звезда Людвига», названная так одним немецким астрономом XVIII века. Она не входит в систему Мицара и Алькора, являясь ярким примером как раз оптического спутника!
А теперь присмотритесь внимательней! Яркая звезда Мицар в телескоп распадается на две очень близко расположенные друг к другу звезды! Оказывается, кроме Алькора, у Мицара есть еще один спутник, и двойная звезда на самом деле является тройной!
Расстояние между звездами Мицар A и Мицар B составляет 14,4″; главная звезда имеет блеск 2,27m, ее спутник — такая же белая звезда — 3,95m. Блеск спутника практически равен блеску Алькора (4,01m).
Часто ошибочно пишут, что впервые спутник Мицара увидел Риччоли в 1650 году, но на самом деле двойственность звезды открыл друг и ученик Галилея, математик Бенедетто Кастелли , 7 января 1617 года, о чем он упомянул в одном из писем великому ученому. А 15 января 1617 года Мицар А и Мицар B уже наблюдал и сам Галилей.
И здесь Мицар и Алькор впервые выступают на сцену науки как важная двойная звезда.
Мицар и Алькор против Галилея
Как известно, Галилео Галилей считается первым человеком, взглянувшим на небо в телескоп. Было это в 1609 году, когда в научном мире шла яростная борьба между системами строения Вселенной. Система мира Птолемея, которая опиралась на двухтысячелетнее учение великого Аристотеля, утверждала, что в центре Вселенной находится Земля, а вокруг нее вращаются все остальные небесные тела, включая Солнце, Луну, планеты и звезды. Для того времени эта теория была очень логична, ведь небесные светила действительно вращаются вокруг нас, делая оборот за сутки! (С Солнцем, Луной и планетами дело обстоит сложнее, ведь они также перемещаются и на фоне звезд, но теория Птолемея справлялась и с этим.)
В сравнении с птолемеевской картиной мира, система Коперника была революционна: она помещала в центр Солнце, а не Землю, низводя последнюю всего лишь до рядовой планеты. Сегодня это кажется очевидным, но 400 лет назад Земля планетой не считалась!
Галилей был пламенным сторонником системы Коперника, а наблюдения в телескоп только помогли ему утвердиться в этом. Первые же открытия, сделанные Галилеем при помощи своего очень небольшого инструмента, были ошеломительны. Оказалось, что Млечный Путь представляет собой огромное скопище очень слабых звезд, планеты имеют диски, как Солнце и Луна, а Венера и Меркурий демонстрируют фазы освещенности, подобные лунным. Юпитер же был окружен спутниками, как бы демонстрируя Солнечную систему по Копернику в миниатюре… В ту пору все это казалось настолько невероятным, что многие ученые и просвещенные люди буквально отказывались в это верить. Известен случай, когда Галилей устроил публичные наблюдения спутников Юпитера, во время которого люди, глядя в телескоп, говорили, что не видят никаких спутников!
Тем не менее, казалось, что телескоп сейчас же произведет революцию, сломает старый взгляд на мир и утвердит взгляды Коперника, Галилея, Джордано Бруно…
Не тут-то было! Многие современники Галилея не желали принимать теорию Коперника, так как она была, по их мнению, хуже согласована с наблюдаемыми фактами, чем теория Птолемея! Даже открытия, сделанные с помощью телескопа и указывавшие на правоту польского ученого, не были достаточным аргументом. Противники Коперника продолжали защищать мир по Птолемею (с различными вариациями) — и, что удивительно, эти ученые использовали для защиты своих взглядов… тоже телескоп!
Сегодня в популярной литературе принято не упоминать, что в ту пору телескоп работал на обе стороны конфликта. Вот лишь два момента в этой войне мировоззрений, в которых поучаствовала наша пара, Мицар и Алькор.
Как далеко находятся от нас звезды?
Галилей полагал, что звезды — это далекие солнца, а значит, размеры Вселенной невероятно велики. Но можно ли узнать расстояния до звезд?
Люди научились определять расстояние до далеких объектов методом триангуляции. Суть его проста. Посмотрите на этот текст сначала левым глазом, а затем правым. Текст сместился, не правда ли? Происходит это из-за того, что мы смотрим на него из разных точек в пространстве. Зная расстояние между глазами (это расстояние называется базой ) и угол, на который смещается текст, мы можем измерить расстояние до него, не прибегая к линейке.
Точно так же можно узнать расстояние до любого объекта, даже очень удаленного, — нужна лишь достаточно широкая база, чтобы стал заметен угол, на который смещается объект при наблюдении его из крайних точек.
Возможно ли измерить таким образом расстояние до звезд? Если прав Птолемей и Земля покоится, то нет. Вернее, в качестве базы можно попытаться использовать разные географические точки на поверхности нашей планеты, но проведенные таким образом наблюдения показали, что звезды слишком далеко, чтобы этой базы хватило для измерения углов их смещений.
Но если прав Коперник, появлялась отличная база для измерения звезд — орбита Земли вокруг Солнца! За полгода Земля совершает половину оборота вокруг Солнца и оказывается в противоположной точке своей орбиты. Если произвести измерение положения звезды с интервалом в шесть месяцев, то, по Копернику, можно заметить ее маленькое смещение на небе (астрономы называют такое смещение параллаксом ), а это в конечном счете даст возможность измерить расстояние до звезды!
Коперник знал об этом следствии своей теории и пытался использовать параллаксы звезд как одно из главных доказательств своей правоты. Однако параллаксы оказались слишком малы, чтобы их можно было обнаружить невооруженным взглядом. Ни самому Копернику, ни великому Тихо Браге сделать это не удалось.
Может быть, поможет телескоп?
Галилей рассуждал так. Если звезды это очень далекие солнца и их яркость примерно одинакова, то логично предположить, что чем тусклее звезда, тем дальше от нас она находится . Если взять две звезды, одна из которых яркая, а другая тусклая, то можно предположить, что параллакс яркой звезды будет больше, чем у тусклой. Значит, нужно взять пару близко расположенных друг к другу звезд разного блеска и измерить расстояние между ними с интервалом в полгода. Это делать легче, чем измерять смещения каждых звезд по отдельности. (Эти идеи Галилей позаимствовал у Людовико Рампони .)
Наиболее естественной парой таких звезд выступили Мицар и Алькор. Уже упомянутый нами Бенедетто Кастелли предложил использовать третью звезду, располагающуюся между Мицаром и Алькором, ту самую звезду Людовика. Все три звезды имели разный блеск: Мицар был ярче всех, а звезда Людовика тусклее и Мицара и Алькора. Значит все три звезды показали бы разные параллаксы. Кроме того, измерить углы смещения казалось не очень сложным занятием из-за того, что звезда Людовика образовывала с Мицаром и Алькором почти равнобедренный треугольник, изменения сторон в котором сразу бы бросились в глаза.
Галилей заинтересовался этой идеей; сохранился его рисунок специальной бленды для телескопа с вырезом для этих трех звезд. Такая бленда помогла бы измерить угол точнее.
Рисунок Кастелли (слева) с изображением Мицара (А), Алькора (B) и звезды Людовика (C). Справа — зарисовка Галилея с изображением треугольной бленды для наблюдений параллакса Мицара. Источник: Siebert, JHA 2005
Именно тогда Кастелли и сделал свое открытие: он обнаружил, что Мицар сам состоит из двух звезд, причем вторая по яркости была сравнима с Алькором. Расположены они были гораздо ближе друг к другу, чем Алькор к Мицару. Лучшей пары для измерения параллакса нельзя было и придумать!
Кастелли, Галилей и еще некоторые ученые того времени не раз пытались обнаружить смещение Мицара А относительно Мицара B. И всякий раз безуспешно. Галилей с досадой посчитал, что звезды находятся гораздо дальше от Земли, чем ему думалось изначально. А его противники торжествовали — раз никаких параллаксов не наблюдается, значит, теория Коперника неверна!
Сегодня мы знаем, что параллаксы звезд чрезвычайно малы и находятся далеко за пределами точности наблюдений той поры. Кроме того, и Галилей, и другие астрономы исходили из посылки, что двойственность Мицара — оптическая. А это не так: Мицар А и Мицар B — физическая пара; они находятся близко друг к другу, а значит, показывают одинаковые параллаксы.
И здесь мы возвращаемся к вопросу о двойных звездах. Оказывается, 400 лет назад мало кто мог всерьез подумать, что две близко расположенные звезды на небе могут быть физически связаны друг с другом. Как видим, по умолчанию считалось, что все двойные звезды на небе (их было известно несколько штук) — оптические. Только после открытия множества телескопических двойных, после формулирования Ньютоном знаменитых законов механики, точка зрения стала меняться.
Размеры звезд
Второй момент, который интересовал астрономов той поры, — размеры звезд. Если невооруженным глазом или при помощи телескопа удастся измерить диски звезд и сравнить их с видимым диском Солнца, то можно узнать, насколько звезды находятся дальше от Земли, чем Солнце.
И действительно, астрономы успешно «видели» диски звезд и даже измеряли их. Размер Сириуса, как самой яркой звезды на небе, был наибольшим, и составлял, согласно Тихо Браге, 0,61 диаметра Земли. Алькор брался за эталон слабой звезды; диаметр Алькора по Браге всего лишь 0,15 диаметра нашей планеты.
Позже тем же занялся Риччоли, но уже при помощи телескопа. В телескоп «диски» звезд, в отличие от планет, не увеличились, но все же были заметны. На примере Алькора Риччоли показал, что если принять расстояния до звезд, исходя из теории Коперника, то их размеры становились абсурдно большими — с земную орбиту и даже больше! Тогда это казалось абсолютно невозможным. Риччоли с успехом использовал этот аргумент для атаки на Коперника и его последователей.
Конечно, никаких «дисков» у звезд в телескоп увидеть нельзя. То, что наблюдали астрономы, было рассеянием яркого света от звезды на сетчатке глаза: убирая лишний свет при помощи бленды, звезду можно было увидеть практически точкой. Однако, применяя огромные увеличения, астрономы все-таки видели диски, окруженные кольцами. Это так называемые диски Эйри, которые образуются в результате дифракции света и не имеют никакого отношения к реальным дискам звезд.
Мицар — первая во всем
Постепенно астрономы осознали огромные масштабы Вселенной. Уильям Гершель, знаменитый астроном XVIII века, первооткрыватель Урана и первый исследователь туманностей, изучал двойные звезды на протяжении нескольких десятков лет. Он обнаружил и описал сотни двойных звезд, а у части из них обнаружил орбитальное движение! К началу XIX века не оставалось сомнений, что по крайней мере часть двойных и кратных звезд физически связаны.
Были обнаружены параллаксы звезд; астрономы получили возможность определить расстояние до ближайших из них. Оказалось, что даже самые близкие звезды находятся гораздо дальше, чем представляли себе в самых смелых фантазиях астрономы времен Галилея.
Мицар и Алькор находятся на расстоянии около 80 световых лет от Земли. Фото: DSS2
А что же Мицар и Алькор? Оказалось, что они летят в пространстве примерно в одном направлении , как, впрочем и еще 4 яркие звезды ковша Большой Медведицы. Очевидно, Большой Ковш представлял собой ядро близкого к нам рассеянного звездного скопления, члены которого были рассеяны по всему небу.
Но вот является ли пара физической двойной или просто членами одного скопления, было не ясно. Астрономы определили расстояние до Мицара и Алькора: оно оказалось равным примерно 80 световым годам. Зная, что на небе звезды разделяет почти 12 угловых минут, астрономы высчитали, что на самом деле расстояние между звездами составляет десятки тысяч астрономических единиц! (1 а. е. равна среднему расстоянию от Земли до Солнца, т. е. примерно 150 миллионов километров.)
На таком огромном расстоянии звезды могут быть гравитационно связаны только при условии достаточно большой массы. Еще лет 100 назад астрономы полагали, что суммарной массы звезд в этой системе не достаточно, чтобы удержать их на орбите. Однако с течением времени стали выявляться интересные подробности.
Выше мы упоминали о том, что Мицар и Алькор были по всей видимости первой двойной звездой, выделенной на небе. А Мицар — первой двойной звездой, обнаруженной в телескоп. Но на этом список «первенств» Мицара не исчерпывается!
В 1857 году Мицар стала первой сфотографированной двойной звездой . Дагерротип был получен на Гарвардской обсерватории Бондом младшим. (За 7 лет до этого Бонд старший на этой же обсерватории сфотографировал Вегу, первую звезду ночного неба!)
В 1890 году Мицар стал первой обнаруженной спектрально-двойной звездой . Изучая смещение линий поглощения в спектре Мицара А, астроном Пикеринг пришел к выводу, что она сама по себе состоит из двух звезд, которые обращаются вокруг общего центра масс с периодом всего в 104 дня! (Позже этот период был существенно уточнен и оказался равен 20 суткам.) Так Мицар стал тройной звездой , а система Мицар — Алькор, если эти две звезды были физически связаны, — четырехкратной звездной системой!
Звезды, входящие в систему Мицара А расположены настолько тесно, что ни в один телескоп их нельзя увидеть по отдельности. Зато оказалось возможным разделить их с помощью интерферометрии. В 1925 году Мицар А стал одной из первых двойных звезд , расстояние между компонентами которой было измерено интерферометрически.
Но еще раньше, в 1908 году, обнаружилось, что и Мицар B также является двойной звездой! Открытие было сделано аналогично — по движению линий в спектре звезды. Эта пара делает полный оборот за 175 земных суток.
Что же в итоге? Мицар предстает перед нами уже как система из четырех звезд! Две пары можно рассмотреть по отдельности — Мицар А и Мицар B видны, как мы уже видели, даже в самый простой телескоп, а вот разделить сами пары на отдельные компоненты возможно только с применением астрофизических техник.
И снова встал вопрос: если в системе Мицар — Алькор не две звезды, а целых пять , то, возможно, суммарная масса компонентов достаточна, чтобы обеспечить гравитационную связь Мицара с Алькором?
Мицар и Алькор — шестикратная система
Точка в данном споре, кажется, была поставлена в 2010 году, когда команда астрономов под руководством Эрика Мамажека (Eric Mamajec ) открыла… спутник у звезды Алькор! Алькор B оказался типичным красным карликом, который расположен всего в 1 угловой секунде от главной звезды. Он настолько тусклый, что тонет в лучах Алькора. Для его обнаружения пришлось воспользоваться инфракрасной камерой 6,5-метрового телескопа MMT в Аризоне, оснащенного адаптивной оптикой.
Звезда Алькор и его компаньон (обведен кружком). Снимок сделан в инфракрасном диапазоне. Сияние яркого Алькора нивелировано защитной блендой.
Кратные звёздные системы
Двойныезвёзды - звёзды, образующиеединую динамическую систему и обращающиеся поддействием сил взаимного притяжения вокруг общего центрамасс. Иногда наблюдаются группы из трёх и более звёзд(тройные и кратные системы).Чтобы убедиться в том, что данная пара звёзд физическисвязана и не является оптически двойной, необходимопроизвести длительные наблюдения, позволяющие заметитьорбитальное движение одной из звёзд относительно другой.
Визуально-двойные звёзды – двойные звёзды, компоненты которых достаточно удалены друг от друга, так, что видны раздельно. В настоящее время зарегистрировано свыше 110 000 визуально-двойных систем.
Спектрально-двойные звёзды - звёзды, двойственность которых может быть установлена только на основании спектральных наблюдений. В спектрах таких звёзд наблюдается периодическое раздвоение или колебание положения спектральных линий. Если эти звёзды являются затменно-переменными, то колебания линий происходят с тем же периодом, что и изменение блеска. В настоящее время известно около 2 500 спектрально-двойных звёзд.
Затменно-переменные звёзды и кривая блеска
Затменно-переменными называются такие неразрешимые в телескопы тесные пары звёзд, видимая звёздная величина которых меняется вследствие периодически наступающих для земного наблюдателя затмений одного компонента системы другим. В этом случае звезда с большей светимостью называется главной, а с меньшей - спутником. Вследствие регулярно происходящих затмений главной звезды спутником, а также спутника главной звездой суммарная видимая звёздная величина затменно-переменных звезд меняется периодически. Известно свыше 4 000 затменно-переменных звезд.
Система Сириуса
Сириус - двойная звезда, которая состоит из звезды спектрального класса A1 (Сириус A) и белого карлика (Сириус B), вращающихся вокруг центра масс с периодом примерно 50 лет. Среднее расстояние между этими звёздами составляет около 20 а. е. Масса Сириуса A составляет около 2 масс Солнца.Имеет линейные размеры в 1,7 солнечных. Сириус B - белый карлик, имеющий массу около 1 массы Солнца. Его объём более чем в миллион раз меньше солнечного, а размеры соответствуют размеру земного шара. Прежде чем стать белым карликом, звезда прошла предыдущие стадии развития - сначала стадию главной последовательности, а затем стадию красного гиганта. Во время прохождения через стадию красного гиганта Сириус B, предположительно, обогатил металлами звезду Сириус A. В спектре Сириуса A обнаружена высокая металличность.
Система Полярной звезды
Полярная звезда (α Малой Медведицы) – тройная звезда. Расстояние до Солнца – 434 световых года. α UMi A: сверхгигант спектрального класса F7, α UMi B: звезда главной последовательности спектрального класса F3, находится на расстоянии 2 400 а.е. от α UMi A. α UMi Ab: карлик, находится на расстоянии 18,5 а.е. от α UMi A
Мицар и Алькор
Мицар – звезда в созвездии Большой медведицы, вторая от конца ручки ковша. Класс A2V, расстояние – 78 св. лет. Недалеко от нее есть звезда Алькор, спектральный класс A5V. Обе звезды входят в 6-кратную звезду: двойные звёзды Мицар А и Мицар В, и лежащая на расстоянии около трёх световых лет от них двойная звезда Алькор.
Тесные двойные системы - такие пары звёзд, расстояние между которыми сопоставимо с их размерами. При этом существенную роль начинают играть приливные взаимодействия между компонентами. Под действием приливных сил поверхности обеих звезд перестают быть сферическими. Формы, которые принимают звёзды, определяются действием двух сил – гравитационной и центробежной, обусловленной вращением.
Происхождение и эволюция звёзд. Гравитационное сжатие и фрагментация газового облака. Глобулы. Гравитационный коллапс. Звёзды-коконы. Эруптивные переменные звёзды. Стадия главной последовательности. Фаза красного гиганта.
Эволюция звёзд
1)Рождение звезды из газо-пылевой туманности 2)Стадия Главной последовательности 3)«Выгорание» водорода в недрах звезды и её«разбухание» – стадия красного гиганта 4)Сброс оболочки и превращение звезды(в зависимости от исходной массы) в белыйкарлик, нейтронную звезду, сверхновую, чёрнуюдыру
Гравитационное сжатие и фрагментация газо-пылевого облака
Первоначально однородное достаточно протяжённое облако межзвёздного газа распадается на фрагменты вследствие гравитационной неустойчивости. Бесконечная однородная среда неустойчива, и сжатие, начавшееся в достаточно больших масштабах, будет продолжаться за счёт гравитации. Облако под действием собственной гравитации начнёт сжиматься при условии, что его полная энергия отрицательна. Полная энергия состоит из отрицательной энергии взаимодействия всех частиц, образующих облако, и положительной тепловой энергии этих частиц: Е полн = Е грав + Е тепл < 0Сжиматься могут лишь области с массами, превышающими 1000 М солнца.Изотермическое сжатие приводит к возникновению гравитационной неустойчивости в более мелких масштабах в самом сжимающемся облаке (фрагментация).Становится ясным, почему звёзды возникают преимущественно группами порядка 1000 звёзд, в виде звёздных скоплений. Глобулы – небольшие плотные тёмные газопылевые туманности, в которых возможен или уже начался процесс гравитационного сжатия.От других тёмных туманностей глобулу отличают резко очерченные границы и более высокая плотность составляющего её вещества.
Гравитационный коллапс
В сферически-симметричном однородном газовом облаке должен происходить Гомологический гравитационный коллапс, когда все слои облака сжимаются к его центру одновременно.Однако за счёт разности в давлении внешние слои будут отставать от внутренних, которые поистечении определённого времени образуют плотное внутреннее ядро с массой около 0,01 M солнца. Внешние слои, образующие протяжённую оболочку, будут продолжать падать на ядро, увеличивая его массу. Это - стадия аккреции. С ростом массы быстро растёт светимость ядра
Звёзды-коконы
При достаточно большой начальной массе фрагмента превращение в звезду может произойти и до окончания стадии аккреции. В этом случае ядро наберёт достаточную для начала термоядерных реакций массу, хотя ещё значительная часть вещества находится в оболочке. Возросшее излучение звезды (давление света) остановит дальнейшую аккрецию, и вокруг звезды останется плотная оболочка – кокон.
Эруптивные переменные звёзды - молодыепульсирующиезвёзды, проявляющих свою переменность в видеповторяющихся вспышек, которые могут быть объяснены выбросами вещества - эрупциями.Небольшие яркие туманностинаблюдаются и непосредственно вокруг самих этих звёзд, что говорит осуществовании у них обширных газовых оболочек. Движение вещества вэтих оболочках, связанное с процессом гравитационного сжатия звезды, по-видимому, является причиной хаотической её переменности. Отсюда следует,что звёзды типа Т Тельца - самые молодые образования, которые ужеможно считать звёздами.
Стадия главной последовательности жизни звёзд
Звезда, излучающая за счёт выделения ядерной энергии, медленно эволюционирует по мере изменения её химического состава.Наибольшее время звезда проводит на стадии, когда в её центральной области горит водород. Это - стадия главной последовательности. Более 90% времени своей жизни звёзды проводят на главной последовательности. Большая длительность стадии выгорания водорода связана сочень малой вероятностью основной реакции протон- протонного цикла.
Стадия красного гиганта
После выгорания водорода в центре звезды и образования гелиевого ядра выделение ядернойэнергии в нём прекращается и ядро начинает интенсивно сжиматься. Водород продолжает гореть в тонкой оболочке, окружающей гелиевое ядро. Оболочка при этом расширяется, светимость звезды растёт, поверхностная температура уменьшается, и звезда становится красным гигантом (в случае менее массивных звёзд) или сверхгигантом (красным или жёлтым) в случае более массивных звёзд. Процесс последующей эволюции определяется в основном массой звезды.
Мицар и Алькор – самая известная звездная пара на небе. Есть даже легенды, что в элитные древнеегипетские войска фараонов, армии Персов и ближневосточных кочевников набирали только тех, кто мог различить эти звезды. Существует арабская пословица: «видит Алькор, но не замечает Луны». Она обращалась к человеку, который подмечает лишь пустяки, но не хочет видеть серьезных вещей. И даже сегодня, для того чтобы убедиться в остроте зрения, достаточно различить Алькор на ночном небосводе (своеобразная замена популярному у офтальмологов тесту Снеллена).
Где находятся Мицар и Алькор?
В созвездии вторая звездочка в изгибе ручки Большого Ковша – Мицар. Бледноватый напарник последней – это Алькор. Их также именуют Конем и Всадником. Как далеки они от нас? Находятся ли они близко друг другу или мы видим лишь оптическую иллюзию? То есть одна звезда может быть ближе к Земле, а другая намного дальше. С другой стороны, если между ними небольшое расстояние, тогда можно говорить о силе взаимного притяжения наподобие той, что существует в Солнечной системе. Эти и многие другие вопросы терзали умы астрономов столетиями, пока не настал аэрокосмический век, раскрывший многие доселе неизвестные тайны.
Нахождение звездной пары Мицара и Алькора на звездном небе (Ковш Большой Медведицы)
Любительский рисунок пары Мицар и Алькор. Зарисовка, сделанная при наблюении в 16-дюймовый рефлектор на увеличении 260х. Желтая звезда между Мицаром и Алькором – Sidus Ludoviciana (Звезда Людвига). Источник: Iain P./CloudyNights.com
Наблюдения Мицара в телескоп
Лучше всего смотреть на Мицар и Алькор в телескоп при минимальном увеличении, потому что можно сразу оценить великолепие картины, которая открывается при взгляде на них в составе с окружающими звездами. Цвет звезд – алмазно-белый или «светло-изумрудный». Угловое расстояние между ними составляет 708,55″ или 11,8′. При наблюдении в телескоп Мицар виден как двойная звезда, состоящая Мицар А и Мицар В . Последняя имеет звёздную величину 4,0 и спектральный класс A7, расстояние между Мицаром A и Мицаром B – 380 а. е. (15 угловых секунд), период обращения - несколько тысяч лет.
Точные измерения, проведенные в 2009 году астрономами Рочестерского университета, подтвердили, что звезда Мицар (ζ UMa) и ее «Всадник» находятся физически близко друг к другу в составе системы из 6 звезд. А вот звезда Людвига (Sidus Ludoviciana) , расположенная в одном поле зрения между Алькором и Мицаром, но не входящая в их систему, служит ярким примером оптической иллюзии или оптического спутника.
Конь и Всадник в войне последователей Коперника и Птолемея
Сегодня никого не удивляет то, что Земля движется по орбите вокруг Солнца, но 400 лет назад все было иначе. Теории о трех китах уже не было, но научное сообщество продолжало верить в то, что Земля – центр Вселенной или хотя бы Солнечной системы. Галилей (ярый сторонник прогрессивной теории Коперника) попытался низвергнуть представления Птолемея о мироздании, используя интересный факт. Закройте один глаз при просмотре данного текста, а затем посмотрите другим. Текст сдвинулся, не так ли?! Точно так же при смещении точки наблюдения, зная расстояние между ними, называемое базой, и угол смещения наблюдаемого объекта, можно вычислить расстояние до указанного объекта. На практике, если Земля стоит неподвижно, никакой достаточной базы не будет, но если она движется по орбите, то через полгода база будет достаточной для определения расстояния до звезд на основе угла смещения. При этом небольшое смещение звезды на небе при описываемом методе астрономы называют параллаксом. Галилей взял пару звезд – Мицар и Алькор . Он логично предположил, что более тусклая звездочка должна лежать дальше, а яркая ближе. Соответственно, логично предположить, что параллакс последней будет больше. Осталось только измерить расстояние между ними с интервалом в полгода. Это куда проще, чем рассчитывать смещение отдельной звезды. Бенедетто Кастелли слегка доработал идею, добавив к измерениям упомянутую нами звезду Людовика, так как она образовывала вместе с Алькором и Мицаром почти правильный равнобедренный треугольник, поэтому любое угловое смещение можно было запросто определить. Именно тогда обнаружилось, что Мицар состоит из двух звезд. Лучшей пары для определения параллакса нельзя было придумать. Неточность приборов того времени и мнение, что пара звезд была оптической, а не физической обрекли на провал все попытки Галилея и других доказать правоту Коперника. Ведь рядом находящиеся звезды всегда показывают одинаковые параллаксы. Только формулировки законов Ньютона помогли наконец разобраться в сути вопроса до конца.
Череда неурядиц с определением астрономических параметров рассматриваемой пары звезд не в последнюю очередь были связаны с неточным определением их размеров. Астрономы прошлого логично предполагали, что достаточно взять для сравнения Солнце и на основе его размеров определять удаленность звездочек. Но им было невдомек, что видели они не диски далеких звезд, а чаще различные оптические искажения в телескопе или кружки Эйри – дифракционные диски, которые возникали на пределах разрешения телескопов. Наблюдатель мог видеть просто рассеяние яркого света, которое надо было убирать с помощью специальной бленды. На самом деле все, что реально можно было различить в самые передовые телескопы того времени – это небольшие светящиеся точки.
Лишь к XIX веку обнаружили физическую связь между многими двойными звездами и научились определять параллаксы. В это время научное сообщество впервые осознало истинные масштабы Вселенной. Сегодня же известно, что Мицар и Алькор находятся на расстоянии около 80 световых лет от Земли. Они летят в пространстве примерно в одном направлении вместе с еще четырьмя яркими звездами ковша Большой Медведицы. На небе звезды разделяет почти 12 угловых минут. Подсчитано, что на самом деле расстояние между звездами составляет десятки тысяч астрономических единиц!
Для справки: 1 а.е. равна среднему расстоянию между Землей до Солнцем, то есть примерно 150 млн км.
Алькор В” desc=”Фотография Алькора В. Алькор А – черный круг. Цена деления шкалы – угловая секунда, эквивалент 25 а.е. По данным University of Rochester, работа группы астрономов под руководством Эрика Мамажека
Интересно, что Мицар был не только первой из обнаруженных в телескоп двойных звездочек, но еще и стал первой двойной звездой, которую сфотографировали еще в середине XIX столетия. В конце концов, как уже упоминалось ранее, недавно число обнаруженных звезд в системе Мицар – Алькор было доведено до 6, что и обеспечило достоверную доказательную базу гравитационной связи Коня и Всадника. Это было необходимо, так как ранее считалось, что суммарной массы звезд в этой системе недостаточно для удержания их на орбите. Обнаружился же спутник у Алькора – Алькор B, который располагается в одной угловой секунде от основной звезды. Для этого понадобился 6.5-метровый телескопа MMT с инфракрасной камерой, расположенный в Аризоне. Суммарно открытие типичного красного карлика доводит общую массу системы до 9 солнечных масс.
Есть предположение – дальнейшее развитие науки и техники приведет к еще более завораживающим открытиям, что обязательно будет отражено на нашем ресурсе.